난치성 뇌종양인 IDH-돌연변이 신경교종이 MRI에서 보이는 종양 덩어리 자체가 아니라, 종양 주변의 병리적으로 정상으로 판정된 뇌조직에서 이미 시작된다는 사실이 국내 연구진에 의해 처음 규명됐다. 이 연구는 뇌종양의 발생 개념을 근본적으로 확장하며, 향후 조기 진단과 수술·치료 전략 변화로 이어질 가능성을 제시했다.
세브란스병원 신경외과 강석구 교수 연구팀과 KAIST 의과학대학원 이정호 교수, 박정원 박사 연구팀은 광범위 종양절제 수술로 확보한 환자 뇌조직을 정밀 분석한 결과, 종양 주변에서 비종양(정상)으로 확인된 대뇌피질 조직 내 교세포전구세포(GPC)에서 이미 IDH 유전자 돌연변이가 존재함을 확인했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지 사이언스(Science)에 게재됐다.
IDH-돌연변이 신경교종은 비교적 젊은 성인에서 발생하며, 치료 후에도 시간이 지나 악성으로 진행하는 경우가 많아 장기적인 관리가 필요한 대표적 난치성 뇌종양이다. 현재 치료는 영상에서 확인되는 종양을 최대한 절제한 뒤 방사선·항암치료를 병행하는 방식이 표준이지만, 종양이 실제로 어디서 시작되는지는 명확히 밝혀지지 않았다.
연구팀은 종양 조직뿐 아니라 광범위 절제술 과정에서 얻은 종양 인접 대뇌피질 조직을 함께 분석했다. 심층 유전자 서열 분석과 조직 내 세포의 위치와 특성을 동시에 분석하는 ‘지도형 분석’을 적용한 결과, 겉보기에는 정상인 조직에서도 IDH 돌연변이를 가진 세포들이 존재함을 확인했다. 이들 세포는 향후 종양으로 성장할 수 있는 교세포전구세포의 성격을 보였다.
또한 연구팀은 환자 조직에서 확인한 유전적 변화를 동물 모델에 적용해, 해당 전구세포에서 추가 돌연변이가 축적되며 실제 종양이 형성되는 과정까지 재현했다. 이를 통해 정상 조직에서 발견된 초기 유전자 변이가 실제 신경교종 발생으로 이어질 수 있음을 입증했다.
이번 연구는 뇌종양이 어느 날 갑자기 덩어리 형태로 발생하는 것이 아니라, 겉보기엔 정상인 뇌조직 속에서 오랜 시간 축적된 분자적 변화 끝에 종양으로 진행할 수 있음을 시사한다.
연구팀은 앞서 2018년 네이처(Nature)를 통해 교모세포종이 종양 부위가 아닌 뇌실하영역의 신경줄기세포에서 시작될 수 있음을 밝힌 바 있다. 이번 연구에서는 IDH-돌연변이 신경교종이 대뇌피질의 교세포전구세포에서 시작된다는 점을 규명하며, 뇌종양 종류에 따라 시작 세포와 위치가 다를 수 있음을 제시했다.
이정호 교수는 “뇌종양은 영상에서 보이는 종양보다 훨씬 이전 단계에서 시작될 수 있고, 종양 주변 정상 조직에도 초기 유전자 변이가 남아 있을 수 있다”고 설명했다. 강석구 교수는 “종양의 시작 세포와 위치를 정확히 이해하는 것은 향후 난치성 뇌종양의 조기 탐지, 수술 범위 설정, 수술 후 치료 전략을 정교화하는 데 중요한 근거가 될 것”이라고 밝혔다.
한편 세브란스병원은 연구중심병원 한미혁신성과창출 R&D 사업을 통해 난치성 뇌종양의 초기 변이 세포 탐지 및 제어 기술 개발을 추진하고 있다.
